طبقه بندی مواد مهندسی برق
مواد استفاده شده در زمینه مهندسی برق به عنوان مواد مهندسی برق شناخته می‌شوند. بر اساس خصوصیات و زمینه‌های کاربرد، مواد مهندسی برق می‌توانند به صورت زیر طبقه‌بندی شوند:
مواد مغناطیسی
نمودار طبقه‌بندی مواد مهندسی برق در شکل زیر نشان داده شده است
رساناها
رساناها موادی هستند که رسانایی بسیار بالایی دارند. تعداد الکترون‌های آزاد در یک رسانا در دمای اتاق بسیار زیاد است که این موضوع دلیل اصلی رسانایی بالای رساناها است.
مثال‌ها: نقره، مس، طلا، آلومینیوم و غیره.
تعداد الکترون‌های آزاد در نقره بسیار زیاد است که این موضوع نقره را به بهترین رسانا برای جریان الکتریکی تبدیل می‌کند. نیروی مقیدکننده الکترون‌های آزاد در سطح والانس توسط هسته بسیار کم است. به این دلیل این الکترون‌ها می‌توانند به راحتی از هسته آزاد شده و در جریان الکتریکی شرکت کنند.
نیمه‌رساناها
نیمه‌رساناها موادی هستند که رسانایی بین رساناها و عایق‌ها دارند. نیمه‌رساناها عناصر گروه III، گروه IV و گروه V هستند. مواد نیمه‌رسانا دارای پیوند کووالانسی هستند. در دمای عادی رسانایی نیمه‌رساناها بسیار کم است. با افزایش دما، رسانایی نیمه‌رساناها به صورت نمایی افزایش می‌یابد.
مثال: ژرمانیوم، سیلیکون، گالیم آرسنیک و غیره.
مواد عایق‌کننده
رسانایی مواد عایق‌کننده بسیار کم است. این مواد دارای مقاومت بسیار بالایی هستند که آنها را برای عایق کردن قسمت‌های حامل جریان از ساختار فلزی زمین‌شده بسیار مناسب می‌کند. در مواد عایق‌کننده، الکترون‌ها به صورت محکم با هسته مقید هستند. به این دلیل، آنها نمی‌توانند برای حرکت در ماده آزاد شوند. به این دلیل مقاومت مواد عایق‌کننده بسیار بالاست.
مثال: پلاستیک‌ها، سرامیک‌ها، PVC و غیره.
مواد مغناطیسی
این مواد نقش مهمی در وجود انواع مختلف ماشین‌های الکتریکی ایفا می‌کنند. مواد مغناطیسی با نفوذپذیری بالا برای ساخت هسته و ایجاد مسیر با ضدخواستگی کم برای جریان مغناطیسی استفاده می‌شوند. مواد مغناطیسی می‌توانند به دسته‌های زیر تقسیم شوند:
مواد پارامغناطیسی
مواد دیامغناطیسی
مواد ضدفرومغناطیسی
فریت‌ها
مواد فرومغناطیسی
این مواد دارای حساسیت بسیار زیاد و مثبت به میدان مغناطیسی خارجی هستند. آنها دارای جذابیت قوی به میدان مغناطیسی خارجی هستند و قادر به حفظ مغناطیسیت حتی بعد از حذف میدان مغناطیسی خارجی هستند. این ویژگی مواد به حیث هیسترزیس مغناطیسی شناخته می‌شود.
مثال: آهن، کبالت، نیکل.
مواد پارامغناطیسی
این مواد دارای حساسیت بسیار کوچک و مثبت به میدان مغناطیسی خارجی هستند. در حضور میدان مغناطیسی خارجی، این مواد مغناطیسیت بسیار کوچکی به دست می‌آورند. مثال: آلومینیوم، پلاتین، اکسیژن، هوا و غیره.
مواد دیامغناطیسی
این مواد دارای حساسیت مغناطیسی بسیار ضعیف و منفی به میدان مغناطیسی خارجی هستند. با اعمال میدان مغناطیسی خارجی، این مواد تا حدی توسط میدان مغناطیسی خارجی دفع می‌شوند. این مواد بعد از حذف میدان مغناطیسی خارجی مغناطیسیت را حفظ نمی‌کنند. بیشتر فلزات مانند نقره، مس، طلا، هیدروژن و غیره مواد دیامغناطیسی هستند.
مواد ضدفرومغناطیسی
این مواد دارای حساسیت بسیار کوچک و مثبت به میدان مغناطیسی خارجی هستند. در حضور میدان مغناطیسی خارجی میدان مغناطیسی، این مواد تا حدی در جهت میدان مغناطیسی خارجی مغناطیسیت می‌یابند. در این مواد، اتم‌ها دارای حرکت دوقطبی مغناطیسی موازی و ضدموازی هستند.
مثال: Cr، MnO، FeO، CoO، NiO، Mn و غیره.
